Gravitational theory explored by quantum scattering problems
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19K14719
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Miyakonojo National College of Technology |
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Principal Investigator |
阿部 裕悟 都城工業高等専門学校, 一般科目理科, 講師 (30792452)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 高階微分重力理論 / 散乱振幅 / S行列ユニタリー性 / 負ノルム理論 / 繰り込み可能性 / 量子重力理論 / 散乱振幅のユニタリー性 |
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| Outline of Research at the Start |
Einstein重力理論に代わる、量子重力理論の詳細を理解することは、長年にわたる基礎物理学研究の目標の一つである。近年、量子重力理論の散乱問題の物理が繰り込み可能性と密接にかかわっていることが指摘され始めた。
本研究では、高階微分重力理論を扱い、高エネルギー領域での散乱振幅評価を行う。この解析の特色は、摂動的量子補正（ループ）計算とは別のアプローチである散乱振幅の理論計算により、量子重力の性質を探る点である。さらに、宇宙インフレーションの解析を行い、観測可能な物理量と宇宙精密測定データとを比較する。これにより、理論的検証だけでなく、実験からも高エネルギー領域での重力理論の情報を検証できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
「量子論の繰り込み可能性はツリーレベル近似でのユニタリー性(ツリーユニタリー性)と関連する」という素粒子論の予想に関して、重力理論へ適応可能かどうか拡張を試み、量子重力理論の候補である高階微分重力理論を用いて、重力粒子-物質粒子散乱過程の詳細な計算に関する査読付き論文を1編発表した。論文では、高階微分重力理論を用いた散乱振幅計算において、他の量子重力理論候補では見られない非自明なキャンセレーションが起こり、我々の発見した摂動的S行列ユニタリー性を示す不等式が、高エネルギーにおいて機能していることが確認出来た。また、摂動的な重力理論計算の手法においても詳細をまとめることが出来、他研究にも適用可能である。
これまでの結果として、負ノルム（ゴースト）を伴った理論における、摂動的S行列ユニタリー性についての高エネルギー挙動を調べることで、理論の摂動的な振る舞いが高エネルギーで良くなるということと、ループ補正計算による繰り込み可能性との関係が結論付けられたため、計画通り高階微分重力理論を扱った現象論的な研究を進展させていた。しかし、負ノルム（ゴースト）を取り入れた現象論研究は、ここ最近世界中で研究対象となっており、ゴーストをどのように扱うかについて盛んに議論が行われている。本研究においても、ゴーストの扱いについて、より詳細を研究する必要性が生じたため、計画を少し変更し、トイモデルとしてスカラー理論を扱ってゴーストの振る舞いを調べる方向性を本研究に取り入れることになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は本研究最終年度であり、海外での国際会議や研究会で発表を行い、本研究成果を広く発信する予定であった。しかしながら、長引くコロナウイルス流行の影響による所属機関要望に従い、予定していた国外出張と研究会参加とを中止した。研究進展と目標への計画修正などは概ね順調であったが、研究発信の計画変更とそれに伴う予算面の繰越を考慮して、やや遅れているという判断に至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
予算面の繰越が認められ、また国外での研究会参加も認められたため、2023年7月にオランダにて行われるQuantum Gravity 2023に参加予定。本研究のこれまでの成果について、発表を計画している。
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Report
(4 results)
Research Products
(9 results)
